Značilnosti jekel z uporabo regulativnih dokumentov. Regulativna dokumentacija za posamezne skupine rastlin. Pogoji in pojasnila

1. Splošne značilnosti jekel

2. Označevanje, dekodiranje, lastnosti, toplotna obdelava in področje uporabe

2.1 Ogljikova konstrukcijska jekla

2.2 Prosto rezana jekla

2.3 Konstrukcijska nizkolegirana jekla

2.4 Konstrukcijska cementirana jekla

2.5 Konstrukcijsko nadgradljiva jekla

2.6 Vzmetna jekla

2.7 Jekla za kroglične ležaje

2.8 Jekla, odporna proti obrabi

2.9 Jekla, odporna proti koroziji

2.10 Toplotno odporna jekla in zlitine

1. Splošne značilnosti jekel

Železove zlitine z vsebnostjo ogljika do 2,14 % imenujemo jekla. Jekla poleg železa in ogljika vsebujejo koristne in škodljive primesi.

Jeklo je glavni kovinski material, ki se pogosto uporablja za izdelavo strojnih delov, letal, instrumentov, različnih orodij in gradbenih konstrukcij. Široka uporaba jekel je posledica kompleksa mehanskih, fizikalno-kemijskih in tehnoloških lastnosti. Metode za razširjeno proizvodnjo jekla so odkrili sredi 19. stoletja.IXV. V istem času so bile že izvedene prve metalografske študije železa in njegovih zlitin.

Jekla združujejo visoko togost z zadostno statično in ciklično trdnostjo. Te parametre je mogoče spreminjati v širokem razponu s spreminjanjem koncentracije ogljika, legirnih elementov in tehnologij termične in kemično-termične obdelave. S spreminjanjem kemijske sestave je mogoče dobiti jekla z različnimi lastnostmi in jih uporabiti v številnih vejah tehnike in narodnega gospodarstva.

Ogljikova jekla so razvrščena glede na vsebnost ogljika, namen, kakovost, stopnjo deoksidacije in strukturo v ravnotežnem stanju.

Glede na namen jekla delimo na konstrukcijska in instrumentalna. Konstrukcijska jekla predstavljajo najobsežnejšo skupino, namenjeno izdelavi gradbenih konstrukcij, strojnih delov in instrumentov. Ta jekla vključujejo cementirano, popuščeno, visoko trdno in vzmetno-vzmetno jeklo. Orodna jekla delimo na jekla za rezalna, merilna orodja, hladne in vroče matrice (do 200 0 C) deformacija.

Glede na kakovost jekla jih delimo na navadne, kakovostne, visokokakovostne. Kakovost jekla razumemo kot niz lastnosti, ki jih določa metalurški proces njegove proizvodnje. Jekla navadne kakovosti so samo ogljikova (do 0,5% C), kvalitetna in kakovostna jekla so ogljikova in legirana.

Glede na stopnjo deoksidacije in naravo strjevanja delimo jekla na mirna, polmirna in vrela. Deoksidacija je postopek odstranjevanja kisika iz tekoče kovine, ki se izvaja za preprečevanje krhkega loma jekla med vročo deformacijo.

Polmirna jekla po stopnji dezoksidacije zasedajo vmesni položaj med mirnimi in vrelimi jekli.

Glede na strukturo v ravnotežnem stanju so jekla razdeljena na: 1) hipoevtektoidna, ki imajo v strukturi ferit in perlit; 2) evtektoid, katerega struktura je sestavljena iz perlita; 3) hipereutektoid, ki ima v strukturi perlit in sekundarni cementit.

2. Označevanje, dekodiranje, lastnosti, toplotna obdelava in področje uporabe.

2.1 Ogljikova konstrukcijska jekla

Jekla navadne kakovosti se proizvajajo v obliki valjanih izdelkov (palice, tramovi, pločevine, kotniki, cevi, kanali itd.) v normaliziranem stanju in so glede na namen in nabor lastnosti razdeljeni v skupine: A, B , C.

Jekla so označena s kombinacijo črk St in številke (od 0 do 6), ki označuje številko razreda in ne povprečne vsebnosti ogljika v njem, čeprav se s povečanjem števila povečuje vsebnost ogljika v jeklu. Jekla skupin B in C imajo pred razredom črki B in C, ki označujeta njihovo pripadnost tem skupinam. Skupina A ni navedena v oznaki razreda jekla. Stopnjo dezoksidacije označujemo z dodajanjem indeksov: pri mirnih jeklih - "sp", polmirnih jeklih - "ps", vrelih jeklih - "kp", kategorija standardiziranih lastnosti (razen kategorije 1) pa je označena z a naslednja številka. Mirna in polmirna jekla se proizvajajo iz St1 – St6, vrela – St1 – St4 vseh treh skupin. Jekla St0 ne delimo glede na stopnjo deoksidacije.

Jekla skupine A se uporabljajo v stanju dobave za izdelke, katerih izdelava ne spremlja vroča obdelava. V tem primeru ohranijo normalizacijsko strukturo in mehanske lastnosti, ki jih zagotavlja standard.

Jeklo razreda St3 se uporablja v dostavljenem stanju brez tlačne obdelave ali varjenja. Široko se uporablja v gradbeništvu za izdelavo kovinskih konstrukcij.

Jekla skupine B se uporabljajo za izdelke, izdelane z vročo obdelavo (kovanje, varjenje in v nekaterih primerih toplotna obdelava), pri katerih se ne ohranijo prvotna struktura in mehanske lastnosti. Pri takšnih delih je za določitev načina vročega dela pomembna informacija o kemični sestavi.

Jekla skupine B so dražja od jekel skupin A in B, uporabljajo se za kritične dele (za izdelavo varjenih konstrukcij).

Ogljikova jekla navadne kakovosti (vse tri skupine) so namenjena izdelavi različnih kovinskih konstrukcij, pa tudi manj obremenjenih delov strojev in instrumentov. Ta jekla se uporabljajo, kadar je učinkovitost delov in konstrukcij zagotovljena s togostjo. Ogljikova jekla običajne kakovosti se pogosto uporabljajo v gradbeništvu pri izdelavi armiranobetonskih konstrukcij. Jekla skupin B in C, številke 1-4, so sposobna varjenja in hladne obdelave, zato so iz njih izdelani varjeni nosilci, različni okvirji in gradbene kovinske konstrukcije, poleg tega pa pritrdilni elementi, od katerih so nekateri izpostavljeni karburizaciji.

Srednjeogljična jekla številka 5 in 6, ki imajo veliko trdnost, so namenjena za tirnice, tirna kolesa, pa tudi za gredi, jermenice, zobnike in druge dele dvižnih in kmetijskih strojev. Nekateri deli iz teh jekel skupine B in C so izpostavljeni toplotni obdelavi - kaljenju, ki mu sledi visoko popuščanje.

V strojegradnji se kakovostna ogljikova jekla uporabljajo za izdelavo delov za različne, največkrat nekritične namene, in so dokaj poceni material. Ta jekla se industriji dobavljajo v obliki valjanih izdelkov, odkovkov in profilov za različne namene z zagotovljeno kemično sestavo in mehanskimi lastnostmi.

V strojništvu se uporabljajo visokokakovostna ogljikova jekla, dobavljena v skladu z GOST 1050-74. Ta jekla so označena z dvomestnimi številkami 05, 08, 10, 15, 20, ..., 75, 80, 85, ki označujejo povprečno vsebnost ogljika v stotinkah odstotka.

Med ogljikova jekla spadajo tudi jekla z visoko vsebnostjo mangana (0,7-1,0%) razredov 15G, 20G, 25G, ..., 70G, ki imajo povečano kaljivost.

Mirna jekla so označena brez indeksa, polmirna in vrela jekla so označena z indeksom "ps" oziroma "kp". Vrela jekla se proizvajajo v razredih 05kp, 08kp, 10kp, 15kp, 20kp, polmirna jekla - 08ps, 10ps, 15ps, 20ps.

Visokokakovostna jekla se pogosto uporabljajo v strojništvu in izdelavi instrumentov, saj je zaradi različne vsebnosti ogljika v njih in s tem toplotne obdelave mogoče pridobiti širok razpon mehanskih in tehnoloških lastnosti.

Za nizkoogljična jekla 05kp, 08kp, 10kp, 15kp, 20kp je značilna nizka trdnost in visoka duktilnost v hladnem stanju. Ta jekla se večinoma proizvajajo v obliki tanke pločevine in se po žarjenju ali normalizaciji uporabljajo za globoko vlečenje v hladnem. Zaradi nizke vsebnosti ogljika in majhne količine silicija jih je enostavno vtisniti, zaradi česar so zelo mehki. Uporabljajo se lahko v avtomobilski industriji za izdelavo delov kompleksnih oblik. Globoko vlečenje iz pločevine teh jekel se uporablja pri izdelavi pločevink, emajlirane posode in drugih industrijskih izdelkov.

Mehka jekla 08, 10 se uporabljajo v žarjenem stanju za konstrukcije nizke trdnosti - posode, cevi itd.

Jekla 10, 15, 20 in 25 so tudi nizkoogljična jekla; so duktilna, enostavna za varjenje in žigosanje. V normaliziranem stanju se uporabljajo predvsem za pritrdilne elemente - valje, osi itd.

Za povečanje površinske trdnosti teh jekel se cementirajo (površino nasičijo z ogljikom) in uporabljajo za majhne dele, kot so rahlo obremenjeni zobniki, odmikači itd.

Za srednje ogljikova jekla 30, 35, 40, 45, 50 in podobna jekla z visoko vsebnostjo mangana 30G, 40G in 50G v normaliziranem stanju je značilna povečana trdnost, vendar ustrezno nižja žilavost in duktilnost. Glede na delovne pogoje delov iz teh jekel se uporabljajo različne vrste toplotne obdelave: normalizacija, izboljšanje, kaljenje z nizkim popuščanjem, visokofrekvenčno kaljenje itd.

Srednjeogljična jekla se uporabljajo za izdelavo majhnih gredi, ojnic, zobnikov in delov, ki so izpostavljeni cikličnim obremenitvam. Pri velikih delih z velikim prečnim prerezom so zaradi slabe kaljivosti mehanske lastnosti bistveno zmanjšane.

Visokoogljična jekla 60, 65, 70, 75, 80 in 85 ter z visoko vsebnostjo mangana 60G, 65G in 70G se uporabljajo predvsem za izdelavo vzmeti, vzmeti, žice visoke trdnosti in drugih izdelkov z visoko elastičnost in odpornost proti obrabi. Podvrženi so kaljenju in srednjemu popuščanju do strukture troostita v kombinaciji z zadovoljivo žilavostjo in dobro mejo vzdržljivosti.

Poleg standardov ND o standardizaciji zakonsko vključuje mednarodne in meddržavne standarde, pravila, norme in priporočila, ki se uporabljajo na predpisan način. Na kratko si oglejmo značilnosti standardov in drugih regulativnih dokumentov.

1. Standardi, ki se uporabljajo za določeno področje dejavnosti.

Državni standard(GOST, GOST R). Predmeti državnih standardov vključujejo:

1) organizacijski, metodološki in splošni tehnični predmeti medsektorske uporabe;

2) izdelki, procesi in storitve medpanožnega pomena.

Za državne standarde je bila vzpostavljena določena struktura označevanja. Za standarde, vključene v določen sistem, na primer sistem standardov ergonomije in tehnične estetike (SSETE), sistem standardov zanesljivosti, je oznaka sestavljena iz indeksa standardne kategorije (GOST R ali GOST), indeksa standardnega sistema ( XX), šifro klasifikacijske skupine (X ), številko standarda v skupini (XX) in zadnji dve števki – leto registracije standarda. Primer: za SSETE imamo GOST 30.001-83. Temeljne določbe. Tu je 30 sistemski indeks (XX), 0 je koda klasifikacijske skupine. 01 je številka standarda v skupini, 83 je leto registracije standarda.

Značilnosti razvoja OST, STO, STP so določene v GOST R 1.4 – 93. Treba je opozoriti, da je uporaba podjetniških standardov (STP) in tehničnih specifikacij (TS) omejena z okvirom organizacije (podjetja) .

Industrijski standard(OST ). Industrijski standardi so tako kot državni standardi namenjeni enakim vrstam predmetov. Oznaka industrijskega standarda je sestavljena iz indeksa (OST), simbola ministrstva (oddelka), registrske številke in leta odobritve standarda. Primer: OST56–98–93.

Družbeni standardi(STO). Predmeti bencinskega servisa so: 1) bistveno nove (pionirske) vrste izdelkov in storitev; 2) nove testne metode, izpitna metodologija; 3) netradicionalne tehnologije za razvoj, proizvodnjo, skladiščenje in novi principi organizacije in vodenja proizvodnje (rezultati raziskav); 4) druge vrste dejavnosti. Ta vrsta standardov je intelektualna lastnina in je predmet avtorskih pravic. Oznaka STO je sestavljena iz indeksa (STO), okrajšave podjetja, registrske številke in številk, ki določajo leto odobritve standarda. Primer: STO ROO 10.01–95, kjer je ROO Rusko društvo ocenjevalcev.

Podjetniški standardi(STP ). To vrsto standardov razvijajo poslovni subjekti v naslednjih primerih: 1) za zagotovitev uporabe državnih standardov, industrijskih standardov in standardov drugih kategorij v podjetju; 2) o izdelkih, procesih in storitvah, ustvarjenih in uporabljenih v tem podjetju. STP odobri vodja podjetja, je obvezen za zaposlene v tem podjetju in je lokalni regulativni akt.

Primer: standard podjetja – STP-SK-02.05-99, kjer je STP indeks standarda, SK indeks predmeta standardizacije, tj. SK – sistem kakovosti, 02.05 – registrska številka in 99 – leto odobritve standarda.

2. Standardi, ki se uporabljajo za predmete.

Temeljni standardi- normativni dokument, ki ima široko področje uporabe ali vsebuje splošne določbe za določeno področje dejavnosti.

Standardi za izdelke (storitve) določiti zahteve za skupine homogenih proizvodov (storitev) ali za posebne proizvode (storitve). Homogeni izdelki– nabor proizvodov, za katere je značilen skupen namen, področje uporabe, konstrukcijsko-tehnološka rešitev in niz kazalnikov kakovosti.

Za izdelke se razvijajo naslednje vrste standardov: standard splošnih tehničnih pogojev in standard tehničnih pogojev. V prvem primeru standard vsebuje splošne zahteve za skupine homogenih izdelkov; v drugem - določiti značilnosti kakovosti na podlagi nadzora in testiranja. Na splošno standardi za proizvode vključujejo naslednje razdelke: pojmi in definicije, osnovni parametri ali dimenzije, splošne tehnične zahteve za izdelke, pravila za sprejem, označevanje, pakiranje, prevoz in skladiščenje. Za oceno kakovosti vsakega izdelka je sestavljen paket standardov.

Standardi za procese (dela) določiti zahteve za izvajanje različnih vrst dela na posameznih stopnjah življenjskega cikla izdelka (storitve) - razvoj, proizvodnja, skladiščenje, prevoz, delovanje, odlaganje, da se zagotovi njihova tehnična enotnost in optimalnost. Tipičen predmet industrijskih standardov so standardni tehnološki procesi. Primer: OST 36–71–82 „Toplotnoizolacijske plošče iz mineralne volne. Tipični tehnološki proces."

V sedanji fazi postajajo zelo pomembni standardi za procese vodenja v sistemu zagotavljanja kakovosti proizvodov (storitev) - vodenje dokumentacije, nabave izdelkov, usposabljanje kadrov. Obstajajo standardi za sisteme računalniško podprtega načrtovanja (CAD).

Standardi za metode nadzora(testiranja, meritve, analize) mora predvsem zagotavljati celovito preverjanje vseh obveznih zahtev za kakovost izdelkov (storitev). Kontrolne metode morajo biti objektivne, natančne in zagotavljati ponovljive rezultate.

3. Drugi normativni dokumenti o standardizaciji Ti zakonsko vključujejo: pravilnike (PR), priporočila (R), normative (N) in tehnične pogoje (TU).

Pravila(PR) - dokument, ki določa obvezne organizacijske, tehnične in (ali) splošne tehnične določbe, postopke, metode opravljanja dela. Primer: Pravila za certificiranje v Ruski federaciji (odobrena z Odlokom državnega standarda Rusije 10. maja 2000, št. 26); PR 50.2.002–94 Državni sistem za zagotavljanje enotnosti meritev.

Priporočila(P) - dokument, ki vsebuje prostovoljne organizacijske, tehnične in (ali) splošne tehnične določbe, postopke, metode opravljanja dela. Primer: R 50.1.006–95. Državni nadzor skladnosti z obveznimi zahtevami državnih standardov in certificiranih industrijskih izdelkov. Gosstandart Rusije.

Norma (N) – določba, ki določa kvantitativna in kvalitativna merila, ki morajo biti izpolnjena. Primer: „Standard sevalne varnosti“. Državni sanitarni in epidemiološki nadzor Ruske federacije. M.: 1996.

Specifikacije(TU) so bili vključeni v ND, da bi ustvarili legitimne možnosti za njihovo uporabo za državno regulacijo varnosti in kakovosti proizvodov. ND vključuje samo tiste specifikacije, glede katerih je, prvič, zakonodaja že uvedla ali bo uvedla določbe za njihovo registracijo ali odobritev na zvezni ravni; drugič, na katere se sklicujejo pogodbe za dobavljene izdelke. V skladu z GOST 2.114 so specifikacije razvite za en izdelek ali za več določenih izdelkov. Sklad TU obsega približno 150 tisoč enot. Oznake TU so oblikovane iz kode - "TU", kode skupine izdelkov po klasifikatorju izdelkov (OKP), trimestne registrske številke kode podjetja po klasifikatorju podjetij in organizacij (OKPO), zadnjih dveh števke so leto odobritve dokumenta. Primer: TU 1115–017–38576343-93, kjer je 1115 koda skupine izdelkov po OKP; 017 – matična številka; 38576343 – koda podjetja po OKPO; 93 – letnica registracije.

2. Označevanje, dekodiranje, lastnosti, toplotna obdelava in področje uporabe

2.1 Ogljikova konstrukcijska jekla

2.2 Prosto rezana jekla

2.3 Konstrukcijska nizkolegirana jekla

2.4 Konstrukcijska cementirana jekla

2.5 Konstrukcijsko nadgradljiva jekla

2.6 Vzmetna jekla

2.7 Jekla za kroglične ležaje

2.8 Jekla, odporna proti obrabi

2.9 Jekla, odporna proti koroziji

2.10 Toplotno odporna jekla in zlitine

1. Splošne značilnosti jekel

Železove zlitine z vsebnostjo ogljika do 2,14 % imenujemo jekla. Jekla poleg železa in ogljika vsebujejo koristne in škodljive primesi.

Jeklo je glavni kovinski material, ki se pogosto uporablja za izdelavo strojnih delov, letal, instrumentov, različnih orodij in gradbenih konstrukcij. Široka uporaba jekel je posledica kompleksa mehanskih, fizikalno-kemijskih in tehnoloških lastnosti. Metode za razširjeno proizvodnjo jekla so odkrili sredi 19. stoletja.
V istem času so bile že izvedene prve metalografske študije železa in njegovih zlitin.

Ogljikova jekla so razvrščena glede na vsebnost ogljika, namen, kakovost, stopnjo deoksidacije in strukturo v ravnotežnem stanju.

Glede na kakovost jekla jih delimo na navadne, kakovostne, visokokakovostne. Kakovost jekla razumemo kot niz lastnosti, ki jih določa metalurški proces njegove proizvodnje. Jekla navadne kakovosti so samo ogljikova (do
0,5% C), visokokakovosten in visokokakovosten - ogljik in zlitina.

Polmirna jekla po stopnji dezoksidacije zasedajo vmesni položaj med mirnimi in vrelimi jekli.

2. Označevanje, dekodiranje, lastnosti, toplotna obdelava in področje uporabe.

2.1 Ogljikova konstrukcijska jekla

Jekla so označena s kombinacijo črk St in številke (od 0 do 6), ki označuje številko razreda in ne povprečne vsebnosti ogljika v njem, čeprav se s povečanjem števila povečuje vsebnost ogljika v jeklu. Jekla skupin B in C imajo pred razredom črki B in C, ki označujeta njihovo pripadnost tem skupinam. Skupina A ni navedena v oznaki razreda jekla. Stopnjo dezoksidacije označujemo z dodajanjem indeksov: pri mirnih jeklih - "sp", polmirnih jeklih - "ps", vrelih jeklih - "kp" in kategorijo standardiziranih lastnosti.
(razen kategorije 1) je označen z naslednjo števko. Mirna in polmirna jekla se proizvajajo iz St1 – St6, vrela – St1 – St4 vseh treh skupin. Jekla St0 ne delimo glede na stopnjo deoksidacije.

Jeklo razreda St3 se uporablja v dostavljenem stanju brez tlačne obdelave ali varjenja. Široko se uporablja v gradbeništvu za izdelavo kovinskih konstrukcij.

Jekla skupine B so dražja od jekel skupin A in B, uporabljajo se za kritične dele (za izdelavo varjenih konstrukcij).

Ogljikova jekla navadne kakovosti (vse tri skupine) so namenjena izdelavi različnih kovinskih konstrukcij, pa tudi manj obremenjenih delov strojev in instrumentov. Ta jekla se uporabljajo, kadar je učinkovitost delov in konstrukcij zagotovljena s togostjo.
Ogljikova jekla običajne kakovosti se pogosto uporabljajo v gradbeništvu pri izdelavi armiranobetonskih konstrukcij. Jekla skupin B in C, številke 1-4, so sposobna varjenja in hladne obdelave, zato so iz njih izdelani varjeni nosilci, različni okvirji in gradbene kovinske konstrukcije, poleg tega pa pritrdilni elementi, od katerih so nekateri izpostavljeni karburizaciji.

Srednjeogljična jekla številka 5 in 6, ki imajo veliko trdnost, so namenjena za tirnice, tirna kolesa, pa tudi za gredi, jermenice, zobnike in druge dele dvižnih in kmetijskih strojev.
Nekateri deli iz teh jekel skupine B in C so izpostavljeni toplotni obdelavi - kaljenju, ki mu sledi visoko popuščanje.

V strojništvu se uporabljajo visokokakovostna ogljikova jekla, dobavljena v skladu z GOST 1050-74. Ta jekla so označena z dvomestnimi številkami 05,
08, 10, 15, 20, …, 75, 80, 85, ki označujejo povprečno vsebnost ogljika v stotinkah odstotka.

Med ogljikova jekla spadajo tudi jekla z visoko vsebnostjo mangana (0,7-1,0%) razredov 15G, 20G, 25G, ..., 70G, ki imajo povečano kaljivost.

Mirna jekla so označena brez indeksa, polmirna in vrela jekla so označena z indeksom "ps" oziroma "kp". Vrela jekla proizvajajo stopnje 05kp,
08kp, 10kp, 15kp, 20kp, pol tiho - 08ps, 10ps, 15ps, 20ps.

Mehka jekla 08, 10 se uporabljajo v žarjenem stanju za konstrukcije nizke trdnosti - posode, cevi itd.

Jekla 10, 15, 20 in 25 so tudi nizkoogljična jekla; so duktilna, enostavna za varjenje in žigosanje. V normaliziranem stanju se uporabljajo predvsem za pritrdilne elemente - valje, osi itd.

Za povečanje površinske trdnosti teh jekel so cementirana
(nasičijo površino z ogljikom) in se uporabljajo za majhne dele, kot so rahlo obremenjeni zobniki, odmikači itd.

2.2 Avtomatska jekla

Ta jekla so označena s črko A (avtomatsko) in številkami, ki prikazujejo povprečno vsebnost ogljika v stotinkah odstotka. Če je avtomatsko jeklo legirano s svincem, se oznaka znamke začne s kombinacijo črk "AC".
Da preprečimo rdeče krhkost, povečamo količino mangana v jeklih. Dodajanje svinca, selena in telurja rezalnim jeklom omogoča zmanjšanje porabe rezalnega orodja za 2-3 krat.

Izboljšana obdelovalnost se doseže z modifikacijo s kalcijem
(vneseno v tekoče jeklo v obliki silikokalcija), ki globulizira sulfidne vključke, kar pozitivno vpliva na obdelovalnost, vendar ne tako aktivno kot žveplo in fosfor.

Žveplo tvori veliko število manganovih sulfidov, podolgovatih v smeri valjanja. Sulfidi imajo mazalni učinek in s tem motijo kontinuiteto kovine. Fosfor poveča krhkost ferita, kar olajša ločevanje kovinskih ostružkov med postopkom rezanja. Oba elementa pomagata zmanjšati lepljenje rezalnega orodja in ustvariti gladko, sijočo delovno površino.

Vendar je treba upoštevati, da povečanje vsebnosti žvepla in fosforja zmanjšuje kakovost jekla. Jekla, ki vsebujejo žveplo, imajo izrazito anizotropijo mehanskih lastnosti in zmanjšano odpornost proti koroziji.

Jekla A11, A12, A20 se uporabljajo za pritrdilne elemente in izdelke kompleksnih oblik, ki ne doživljajo velikih obremenitev, vendar so podvrženi visokim zahtevam glede dimenzijske natančnosti in čistoče površine.

Jekla A30 in A40G sta namenjena za dele z večjimi obremenitvami.

Pri avtomatskih jeklih, ki vsebujejo selen, se obdelovalnost poveča zaradi tvorbe selenidov in sulfoselenidov, ki obdajajo trdne oksidne vključke in s tem odpravijo njihov abrazivni učinek. Poleg tega selenidi po tlačni obdelavi ohranijo svojo kroglasto obliko, zato praktično ne povzročajo anizotropije lastnosti in ne poslabšajo korozijske odpornosti jekla, kot je žveplo. Uporaba teh jekel zmanjša porabo orodja za polovico in poveča produktivnost do 30 %.

2.3 Konstrukcijska nizkolegirana jekla

Nizkolegirana jekla vsebujejo do 2,5 % legirnih elementov.
Oznaka znamke vključuje številke in črke, ki označujejo približno sestavo jekla. Na začetku žiga so dvomestne številke, ki označujejo povprečno vsebnost ogljika v stotinkah odstotka. Črke na desni strani številke označujejo legirne elemente: A - dušik, B - niobij, B - volfram, G - mangan, D - baker, E - selen, K - kobalt, N - nikelj, M - molibden, P - fosfor, P - bor, C – silicij, T – titan, F – vanadij, X – krom, C – cirkonij, Ch – elementi redkih zemelj, Yu – aluminij. Številke, ki sledijo črki, označujejo približno vsebnost (v celih odstotkih) ustreznega legirnega elementa (pri vsebnosti 1-1,5 % ali manj številka manjka).

V to skupino spadajo jekla z vsebnostjo ogljika 0,1-0,3%, ki po kemično-termični obdelavi, kaljenju in nizkem popuščanju zagotavljajo visoko površinsko trdoto z viskoznim, a dovolj močnim jedrom. Ta jekla se uporabljajo za izdelavo strojnih delov in naprav.
(odmikači, zobniki itd.), ki so izpostavljeni spremenljivim in udarnim obremenitvam in so hkrati izpostavljeni obrabi.

2.4 Konstrukcijska jekla za cementiranje

Elementi, ki tvorijo karbid in nitrid (kot so Cr, Mn, Mo itd.), pomagajo povečati kaljivost, površinsko trdoto, odpornost proti obrabi in kontaktno vzdržljivost. Nikelj poveča viskoznost jedra in difuzijske plasti ter zmanjša prag hladno krhkosti. Cementable
(Nitrokarburizirana) legirana jekla so glede na mehanske lastnosti razdeljena v dve skupini: jekla srednje trdnosti z mejo tečenja pod 700 MPa (15Х, 15ХФ) in jekla povečane trdnosti z mejo tečenja 700-
1100 MPa (12Х2Н4А, 18Х2Н4МА itd.).

Krom (15Х, 20Х) in krom vanadijeva (15ХФ) jekla so cementirana do globine 1,5 mm. Po kaljenju (880 0С, voda, olje) in kasnejšem popuščanju (180 0С, zrak, olje) imajo jekla naslednje lastnosti: ?в = 690-
800 MPa, ? = 11-12 %, KCU = 0,62 MJ/m2.

Krom-manganova jekla (18ХГТ, 25ХГТ), ki se pogosto uporabljajo v avtomobilski industriji, vsebujejo po 1% kroma in mangana (poceni nadomestek za nikelj v jeklu), pa tudi 0,06% titana. Njihova pomanjkljivost je nagnjenost k notranji oksidaciji med karburizacijo s plinom, kar vodi do zmanjšanja trdote plasti in meje vzdržljivosti. To pomanjkljivost odpravimo z legiranjem jekla z molibdenom (25 hgm). Za delo v pogojih obrabe se uporablja jeklo 20KhGR, legirano z borom. Bor poveča kaljivost in trdnost jekla, zmanjša pa njegovo žilavost in duktilnost.

Krom-nikelj-molibden (volframovo) jeklo 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА) spada v martenzitni razred in je kaljeno na zraku, kar pomaga zmanjšati upogibanje. Legiranje kromnikljevih jekel W oz
Mo dodatno poveča njihovo kaljivost. Poleg tega Mo bistveno poveča kaljivost cementne plasti, medtem ko krom in mangan predvsem povečata kaljivost jedra. V cementiranem stanju se to jeklo uporablja za izdelavo zobnikov za letalske motorje, ladijske menjalnike in druge velike dele za kritične namene. To jeklo se uporablja tudi kot izboljšava pri izdelavi delov, ki so izpostavljeni velikim statičnim in udarnim obremenitvam.

2.5 Konstrukcijsko nadgradljiva jekla

Izboljšana jekla so tista, ki se uporabljajo po utrjevanju z visokim popuščanjem (izboljšanjem). Ta jekla (40Kh, 40KhFA, 30KhGSA, 38KhN3MFA itd.) Vsebujejo 0,3-0,5% ogljika in 1-6% legirnih elementov. Jekla so kaljena od 820-880 0C v olju (veliki deli - v vodi); visoko popuščanje se izvaja pri 500-650 0C, čemur sledi hlajenje v vodi, olju ali zraku (odvisno od sestave jekla). Jeklena struktura po izboljšavi je sorbitol. Ta jekla se uporabljajo za izdelavo gredi, ojnic, palic in drugih delov, ki so izpostavljeni cikličnim ali udarnim obremenitvam.
V zvezi s tem morajo jekla, ki se izboljšujejo, imeti visoko mejo tečenja, duktilnost, žilavost in nizko občutljivost na zareze.

Jekla spadajo v martenzitni razred in se rahlo zmehčajo pri segrevanju na 300-400 0C. Uporabljajo se za izdelavo turbinskih gredi in rotorjev ter težko obremenjenih delov menjalnikov in kompresorjev.

2.6 Vzmetna jekla

Vzmeti, listnate vzmeti in drugi elastični elementi delujejo v območju elastične deformacije materiala. Hkrati so mnogi od njih podvrženi cikličnim obremenitvam. Zato so glavne zahteve za vzmetna jekla zagotavljanje visokih vrednosti elastičnosti, izkoristka, vzdržljivosti, pa tudi potrebne duktilnosti in odpornosti proti krhkemu lomu.

Jekla za vzmeti in vzmeti vsebujejo 0,5-0,75% C; so tudi dodatno legirani s silicijem (do 2,8 %), manganom (do 1,2 %), kromom
(do 1,2 %), vanadij (do 0,25 %), volfram (do 1,2 %) in nikelj (do 1,7
%). V tem primeru pride do drobljenja zrn, kar prispeva k povečanju odpornosti jekla na majhne plastične deformacije in posledično k njegovi sprostitveni odpornosti.

Silicijeva jekla 55S2, 60S2A,
70С3А. Lahko pa so podvrženi razogljičenju in grafitizaciji, kar močno zmanjša elastičnost in vzdržljivost materiala. Odpravo teh napak, pa tudi povečanje kaljivosti in zaviranje rasti zrn med segrevanjem dosežemo z dodatnim vnosom kroma, vanadija, volframa in niklja v silicijeva jekla.

Jeklo 50HFA, ki se pogosto uporablja za izdelavo avtomobilskih vzmeti, ima boljše tehnološke lastnosti kot silicijeva jekla.
Vzmeti ventilov so izdelane iz jekla 50HFA, ki ni nagnjeno k razogljičenju in pregrevanju, vendar ima nizko kaljivost.

Toplotna obdelava legiranih vzmetnih jekel (kaljenje 850-880
0С, popuščanje 380-550 0С) zagotavljajo visoke meje trdnosti in fluidnosti. Uporablja se tudi izotermično utrjevanje.

Najvišjo mejo vzdržljivosti dosežemo s toplotno obdelavo do trdote HRC 42-48.

Za izdelavo vzmeti se uporablja tudi hladno vlečena žica (ali trak) iz visokoogljičnih jekel 65, 65G, 70, U8, U10 itd.

Vzmeti in drugi elementi za posebne namene so izdelani iz visokokromovega martenzitnega (30Х13), maraging-staranja (03Х12Н10Д2Т), avstenitnega nerjavnega jekla (12Х18Н10Т), avstenitno-martenzitnega (09Х15Н8У) in drugih jekel in zlitin.

2.7 Jekla za kroglične ležaje

Da bi zagotovili učinkovitost izdelkov, mora imeti jeklo za kroglične ležaje visoko trdoto, moč in kontaktno vzdržljivost.
To se doseže z izboljšanjem kakovosti kovine: s čiščenjem iz nekovinskih vključkov in zmanjšanjem poroznosti z uporabo elektro žlindre ali vakuumsko obločnega pretaljevanja.

Pri izdelavi ležajnih delov se pogosto uporabljajo kroglična (W) kromova (X) jekla ŠH15СГ (naslednja številka 15 označuje vsebnost kroma v desetinkah odstotka - 1,5%). ShKh15SG je dodatno legiran s silicijem in manganom za povečanje kaljivosti. Žarjeno jeklo do trdote približno 190 HB zagotavlja obdelovalnost polizdelkov z rezanjem in žigosanje delov v hladnem stanju. Utrjevanje ležajnih delov (kroglic, valjev in obročev) poteka v olju pri temperaturah 840-860 0C. Pred popuščanjem se deli ohladijo na 20-25 0C, da se zagotovi stabilnost njihovega delovanja (z zmanjšanjem količine zadržanega avstenita). Kaljenje jekla se izvaja pri 150-
170 0C 1-2 uri.

Deli kotalnih ležajev, ki doživljajo velike dinamične obremenitve, so izdelani iz jekel 20Х2Н4А in 18ХГТ z njihovo naknadno karburizacijo in toplotno obdelavo. Za nosilne dele, ki delujejo v dušikovi kislini in drugih agresivnih okoljih, se uporablja jeklo 95X18, ki vsebuje 0,95% C in 18% Cr.

2.8 Jekla, odporna proti obrabi

Obstojnost delov proti obrabi je običajno zagotovljena predvsem s povečano trdoto površine. Vendar pa se avstenitno jeklo 110G13L z visoko vsebnostjo mangana (1,25% C, 13% Mn, 1% Cr, 1% Ni) z nizko začetno trdoto (180-220 HB) uspešno obrabi v pogojih abrazivnega trenja, ki ga spremlja izpostavljenost visokim tlak in visoke dinamične (udarne) obremenitve (takšni pogoji delovanja so značilni za gosenice goseničnih vozil, čeljusti drobilcev itd.). To je razloženo s povečano sposobnostjo utrjevanja jekla med hladno plastično deformacijo, ki je enaka 70%, trdota jekla se poveča z 210 HB na 530 HB. Visoka obrabna odpornost jekla se doseže ne le z deformacijskim utrjevanjem avstenita, temveč tudi s tvorbo martenzita s heksagonalno ali romboedrično mrežo. Z vsebnostjo fosforja nad 0,025% postane jeklo hladno krhko. Struktura litega jekla je avstenit s presežkom manganovih karbidov, ki se izločajo vzdolž meja zrn, kar zmanjšuje trdnost in žilavost materiala. Za pridobitev enofazne avstenitne strukture se ulitki kalijo v vodi pri temperaturi 1050-1100 0C. V tem stanju ima jeklo visoko duktilnost, nizko trdoto in nizko trdnost.

Izdelki, ki delujejo v pogojih kavitacijske obrabe, so izdelani iz jekel 30Х10Г10, 0Х14Г12М.

2.9 Jekla, odporna proti koroziji

Jekla, ki so odporna proti elektrokemični koroziji, imenujemo korozijsko odporna (nerjaveča). Odpornost jekla proti koroziji se doseže z vnosom elementov, ki na površini tvorijo goste zaščitne filme, trdno povezane z osnovo, ki preprečujejo neposreden stik jekla z agresivnim okoljem in povečajo njegov elektrokemični potencial v tem okolju.

Nerjavna jekla delimo v dve glavni skupini: krom in krom-nikelj.

Kromova jekla, odporna proti koroziji, se uporabljajo v treh vrstah: 13, 17 in
27 % Cr, pri jeklih s 13 % Cr pa lahko vsebnost ogljika variira glede na zahteve v razponu od 0,08 do 0,40 %. Struktura in lastnosti kromovih jekel so odvisne od količine kroma in ogljika. V skladu s strukturo, pridobljeno med normalizacijo, so kromova jekla razdeljena v naslednje razrede: feritna (jekla 08Х13, 12Х17, 15Х25Т,
15Х28), martenzitno-feritno (12Х13) in martenzitno (20Х13, 30Х13,
40X13).

Jekla z nizko vsebnostjo ogljika (08Х13, 12Х13) so duktilna, enostavna za varjenje in stiskanje. Podvrženi so kaljenju v olju (1000-1050 0C) z visokim popuščanjem pri 600-800 0C in se uporabljajo za izdelavo delov, ki doživljajo udarne obremenitve (ventili hidravličnih stiskalnic) ali delujejo v rahlo agresivnih okoljih (rezila hidravlike in pare). turbine in kompresorji). Ta jekla se lahko uporabljajo pri temperaturah do 450
0C (dolgotrajno delovanje) in do 550 0C (kratkotrajno delovanje). Jekla 30Х13 in 40Х13 imajo visoko trdoto in povečano trdnost. Ta jekla so kaljena z
1000-1050 0С v olju in sproščeno pri 200-300 0С. Ta jekla se uporabljajo za izdelavo igel za uplinjač, vzmeti, kirurških instrumentov itd.
Jekla z visoko vsebnostjo kroma feritnega razreda (12Х17, 15Х25Т in 15Х28) imajo večjo odpornost proti koroziji v primerjavi z jekli, ki vsebujejo
13% Cr. Ta jekla niso utrjena s toplotno obdelavo. Pri segrevanju nad 850 0C so nagnjeni k močni rasti zrn. Kot jekla, odporna proti vodnemu kamnu, se pogosto uporabljajo jekla z visoko vsebnostjo kroma feritnega razreda.

Krom-nikljeva nerjavna jekla glede na strukturo delimo na avstenitna, avstenitno-martenzitna in avstenitno-feritna. Struktura krom-nikljevih jekel je odvisna od vsebnosti ogljika, kroma, niklja in drugih elementov.

Avstenitna jekla z 18% Cr in 9-10% Ni (12Х18Н9, 17Х18Н9 itd.) Zaradi utrjevanja pridobijo avstenitno strukturo in so značilna visoka duktilnost, zmerna trdnost in dobra odpornost proti koroziji v oksidacijskih okoljih. Te so postale tehnološko napredne
(dobro varjeno, vtisnjeno, hladno valjano itd.).

Jekla 12Х18Н9, 17Х18Н9 po počasnem ohlajanju iz avstenitnega območja imajo strukturo, sestavljeno iz avstenita, ferita in karbidov. Da bi raztopili karbide in preprečili njihovo obarjanje med počasnim ohlajanjem, se avstenitna jekla segrejejo na 1050-1120 0C in pogasijo v vodi, olju ali zraku. Avstenitna jekla niso nagnjena k krhkemu lomu pri nizkih temperaturah, zato se jekla, odporna na krom-nikelj, pogosto uporabljajo v kriogenski tehnologiji za shranjevanje utekočinjenih plinov, izdelavo lupin za rezervoarje za gorivo in rakete itd.

Jekla avstenitno-martenzitnega razreda (09Х15Н8У, 09Х17Н7У) se pogosto uporabljajo predvsem kot jekla visoke trdnosti. Dobro varijo in so odporne proti atmosferski koroziji. Da bi zagotovili zadostno trdnost in hkrati povečano odpornost proti koroziji, je jeklo 09Х15Н8У podvrženo naslednji toplotni obdelavi: kaljenje do avstenita (925-975
0C), ki ji sledi hladna obdelava (-70 0C) in staranje (350-3800C).

Ta jekla se uporabljajo za izdelavo oblog, struktur šob in pogonskih elementov komponent letal.

Avstenitno-feritna jekla (08Х22Н6Т, 03Х23Н6, 08Х21Н6М2Т,
10Х25Н5М2 itd.) vsebujejo 18-30% Cr, 5-8% Ni, do 3% Mo, 0,03-0,10% C, pa tudi dodatke Ti, Nb, Cu, Si in Ni. Ta jekla po kaljenju v vodi s 1000-
1100 0C imajo strukturo, ki jo sestavljajo zrna avstenita in ferita, enakomerno porazdeljena med seboj, z vsebnostjo slednjega reda 40-60 %. Ta jekla se uporabljajo v kemijskem in prehrambenem inženirstvu, ladjedelništvu, letalstvu in medicini.

2.10 Toplotno odporna jekla in zlitine

Ta jekla se uporabljajo pri delu pod obremenitvijo in imajo zadostno toplotno odpornost pri temperaturah nad 500 0C.

Toplotno odporna perlitna jekla so nizkolegirana jekla
(12Х1МФ, 25Х1М1Ф, 20Х1М1Ф1Бр itd.), ki vsebujejo 0,08-0,25% C in legirne elemente - Cr, V, Mo, Nb. Najboljši kompleks mehanskih lastnosti zagotavlja kaljenje v olju (ali normalizacija) od 880-1080 0C, ki mu sledi visoko popuščanje pri 640-750 0C. Perlitna jekla se uporabljajo za izdelavo delov, ki dolgo delujejo v načinu lezenja pri temperaturah do 500-580 0C in nizkih obremenitvah: to so cevi pregrevalnika, fitingi parnih kotlov in pritrdilni elementi.

Jekla martenzitnega in martenzitno-feritnega razreda (15Х11МФ,
11Х11Н2В2МФ, 15Х12ВНМФ, 18Х12ВМБФР itd.) se uporabljajo pri temperaturah do
580-600 0С. Jekla z nižjo vsebnostjo kroma (do 11 %) spadajo v martenzitni razred, tista z višjo vsebnostjo kroma (11-13 %) pa v martenzitno-feritni razred.
Jekla kalimo v martenzit pri temperaturah 1000-1100 0C v olju ali na zraku. Po popuščanju pri 600-750 0C dobi jeklo strukturo sorbitola.
Jekla se uporabljajo za izdelavo delov za plinske turbine in parne elektrarne.

Avstenitna jekla imajo večjo toplotno odpornost kot martenzitna jekla,
- njihove delovne temperature dosežejo 700-750 0C. Avstenitna jekla so duktilna in dobro varljiva. Glede na način utrjevanja avstenitna jekla delimo v tri skupine:

1) trdne raztopine, ki niso okrepljene s staranjem;

2) trdne raztopine s karbidno ojačitvijo;

3) trdne raztopine z intermetalno ojačitvijo.

Jekla prve skupine (08Kh15N24V4TR, 09Kh14N19V2BR) se uporabljajo v utrjenem stanju (kaljenje 1100-1600 0C, voda ali zrak). Ta jekla se uporabljajo za izdelavo cevovodov za visokotlačne elektrarne, ki delujejo pri 600-700 0C.

Avstenitna toplotno obstojna jekla s karbidnim in intermetalnim utrjevanjem so običajno izpostavljena kaljenju od 1050-1200 0C v vodi, olju ali zraku in naknadnemu staranju pri 600-850 0C.

Jekla z intermetalnim utrjevanjem se uporabljajo za izdelavo zgorevalnih komor, turbinskih diskov in lopatic ter varjenih konstrukcij, ki delujejo pri temperaturah do 700 0C.

Toplotno odporne zlitine na osnovi železa in niklja (na primer KhN35VT,
KhN35VTYu itd.) so dodatno legirani s kromom, titanom, volframom, aluminijem in borom. Ojačeni so, tako kot avstenitna jekla, s kaljenjem in staranjem. Zlitina KhN35VTYu se uporablja za izdelavo turbinskih lopatic in diskov, šobnih obročev in drugih delov, ki delujejo pri temperaturah do 750 0C.

7. Bistvo, prednosti in slabosti odprtega načina proizvodnje jekla.

8. Bistvo, prednosti in slabosti Bessemerjeve (konverterske) metode proizvodnje jekla.

9. Kaj je deoksidacija jekla z manganom in silicijem. Pojasnite pojav "vrenja" jekla.

10. Bistvo, prednosti in slabosti proizvodnje jekla v električnih pečeh. Kakšno jeklo se tali v električnih pečeh?

11. Poimenujte metode za ulivanje jekla.

Samostojno delo št. 6.

Napake pri toplotni obdelavi, metode za njihovo preprečevanje in odpravo.

Obetavne vrste difuzijskega nasičenja zlitin. Njihova uporaba v avtomobilski industriji.

Oblika dela: zbiranje zapiskov o izobraževalni literaturi in delo z uporabo internetnih virov in periodike.

4 ure

Čas zaključka dela: pri preučevanju teme "Toplotna obdelava", "Vrste toplotne obdelave".

1." Napake pri vzdrževanju." Po preučevanju te teme izpolnite tabelo, ki opisuje 6 vrst napak:

2." Obetavne vrste difuzijske nasičenosti zlitin". Po preučevanju te teme podajte njen kratek povzetek v poljubni obliki (povzetek, diagram, risbe z razlago itd.). Bodite pozorni na naslednja vprašanja:

1. Kaj je difuzijska nasičenost kovine, njen namen.

2. Tradicionalne in obetavne vrste nasičenja.

3. Kateri avtomobilski izdelki so lahko izpostavljeni navedeni obdelavi.

4. Vaše osebne misli o možnostih takšne obdelave.

Samostojno delo št. 7.

Značilnosti jekel z uporabo regulativnih dokumentov in internetnih virov.

Uporaba legiranih jekel v avtomobilski industriji.

Oblika dela: značilnosti materialov z uporabo internetnih virov in regulativne dokumentacije.

Število ur za dokončanje dela: 5 ura

Čas zaključka dela: pri preučevanju tem "Ogljikova in legirana jekla", opravljanju laboratorijskega dela "Analiza mikrostrukture jekel".

Navodila za dokončanje naloge: vnesite mesta za prodajo in lastnosti materialov. Odprite okno na spletni strani »Jeklo« ali »znamka zlitine«. Z uporabo blagovne znamke poiščite in označite jekla, ki ustrezajo vaši možnosti.

Navedite: področje uporabe jekla (s primeri izdelanih izdelkov),

možni nadomestki in tuji analogi blagovne znamke;

popolna kemična sestava;

mehanske lastnosti (trdnost, duktilnost, trdota itd.);

tehnološke lastnosti.

Prenesi dokument

STO 22-04-02

STANDARD
Konzorcij za raziskave in proizvodnjo
VIR

Kompleks:

VIR
KONSTRUKCIJE
INDUSTRIJSKI
ZGRADBE IN OBJEKTI

Moskva

2003 G.

Goritski V.M. - inženir metalurgije, doktor tehničnih znanosti, profesor;

Goritski O.V. - inženir metalurgije;

UVOD

Inštitut TsNIIPSK im. Melnikov je 10 let na oddelku za preiskave kovin preučeval različne metode za določanje lastnosti kovine delovnih struktur, ne da bi jih uničil.

Mehanske lastnosti jekla ocenjujemo z izbrano stopnjo zaupanja od 75 % do 99 %.

1. SPLOŠNE DOLOČBE

1.2. Nosilnost proučevanih kovinskih konstrukcij zaradi vzorčenja in mikrovzorčenja, predvidenega v tem priročniku, se praktično ne zmanjša, kar odpravlja potrebo po restavratorskih popravilih, ki se izvajajo pri izbiri fragmentov (odrezkov ali drugih makrovzorcev) s standardnimi metodami.

1.3. Vzorčenje in mikrovzorčenje iz jeklenih varjenih ali kovičenih konstrukcij se lahko uporablja za:

Priprava pregleda tehničnega stanja struktur zgradb in objektov nevarnega objekta;

Za raziskovalne in druge namene.

1.4. Namen tega priročnika je določiti razred jekla in njegovo kategorijo, kar se doseže z določitvijo kemične sestave, meje tečenja, natezne trdnosti in kritične temperature krhkosti jekla.

1.5. Področje uporabe tega priročnika so nizkoogljična in nizkolegirana jekla z nazivno mejo tečenja 150 ... 440 MPa (16 ... 45 kg / mm 2).

1.6. Priročnik je namenjen laboratorijem, ki so opremljeni s svetlobnimi metalografskimi mikroskopi, opremo za mehansko preskušanje, ki jo je preverila Državna meroslovna služba, in imajo usposobljeno osebje na področju metalurgije.

2. POJMI, DEFINICIJE, TEHNIČNI POJMI

2.1. Kritična temperatura krhkosti- temperatura, pri kateri vrednost udarne trdnosti doseže določeno standardizirano vrednost a cr, označeno z indeksom, na primer T 29 - temperatura, nad katero vrednost udarne trdnosti, določena na vzorcih z zarezo v obliki črke U, ni manjša kot 29 J/cm 2 (3 kgf · m/cm 2).

2.2. Metalografija- veda o strukturi in fizikalnih lastnostih kovin in zlitin, ki raziskuje razmerje med njihovimi lastnostmi in strukturo pri različnih temperaturah.

2.3. Kovinski mikrovzorec- to je količina kovine zmanjšane velikosti, iz katere ni mogoče izdelati vsaj enega standardnega vzorca za natezno ali udarno upogibanje in katere dimenzije so večinoma 5 - 10-krat manjše od standardnih vzorcev, namenjenih za mehanske preskuse.

2.4. Kovinski vzorec- prostornina kovine, iz katere se lahko izdela največ en vzorec standardne velikosti, namenjen za natezne ali udarne upogibne preskuse.

2.5. Menage vzorec- vzorec z zarezo v obliki črke U za preskušanje materialov na udarno trdnost med udarnim upogibanjem na nihajnih udarnih gonilnikih (tip 1 - 3 po GOST 9454).

2.6. Charpyjev vzorec- vzorec z zarezo v obliki črke V za preskušanje materialov na udarno trdnost med udarnim upogibanjem na nihalnih udarnih gonilnikih (tip 11 - 13 po GOST 9454).

3. VZORČENJE IN MIKROVZORCI KOVINE

3.1. Mesta vzorčenja in mikrovzorčenja je treba določiti glede na pogoje pridobitve reprezentativnih informacij o kakovosti jekla proučevanega elementa kovinske konstrukcije.

3.2. Možnost in lokacija vzorčenja sta odvisna od konstrukcijskih značilnosti kovinske konstrukcije in jih določi specializirana organizacija.

3.3. Vzorce in mikrovzorce kovin je treba vzeti z roba proučevanega elementa kovinske konstrukcije. V primeru robov, ki nastanejo s plinskim rezanjem - zunaj območja toplotnega vpliva.

3.4. Tehnologija vzorčenja in mikrovzorčenja mora zagotavljati minimalno deformacijo in segrevanje kovine ne višje od 150 °C.

3.4.1. Mikrovzorce z robov elementov kovinske konstrukcije je treba vzeti z rezanjem ali žaganjem z nožno žago ali rezalnim kolutom v skladu s sl. 1, in za elemente debeline do vključno 10 mm in sl. 1b za elemente z debelino nad 10 mm.

Oblika mikrovzorca (prizmatična ali piramidalna) je določena s priročnostjo rezanja (rezanja) mikrovzorca.

Dimenzije mikrovzorca ne smejo biti manjše od a?b?t(h), kjer je t debelina elementa, mm;

b? 5 mm - v primeru valjanega ali obdelanega roba;

b? 0,5t + 5 mm pri t? 10 mm in b ? max (10 mm; 0,25t) pri t > 10 mm v primeru roba, pridobljenega s plinskim rezanjem ali drugo podobno metodo;

3.4.2. Mikrovzorci iz osrednjih delov konstrukcijskih elementov morajo biti veliki najmanj 1,2 x 2,5 x 15 mm. Najmanjša površina prečnega prereza mikrovzorca v osrednjem delu mora biti najmanj 3 mm 2.

3.5. Vzorčenje se praviloma izvaja iz neobremenjenih ali rahlo obremenjenih elementov gradbenih konstrukcij.

3.6. Najmanjša velikost vzorca je določena z zahtevami GOST 9454 za velikost standardnih udarnih vzorcev ob upoštevanju dodatka za mehansko obdelavo površine vzorcev. Pri vzorčenju je treba upoštevati zakonske zahteve za orientacijo udarnih vzorcev (vzdolž ali pravokotno na smer kotaljenja) za določanje udarne žilavosti.

3.7. Lokacija vzorcev in mikrovzorcev, njihova lokacija in orientacija morajo biti navedeni v spremni opombi.

3.8. Po vzorčenju in mikrovzorčenju je treba območja rezanja mehansko očistiti (z uporabo brusilnega stroja ali drugih metod za odpravo koncentratorjev napetosti) in po potrebi utrditi. 1

1 Potrebo po ojačitvi ugotovi organizacija, ki diagnosticira tehnično stanje konstrukcije.

4. DOLOČANJE KEMIJSKE SESTAVE

4.1. Določanje kemične sestave jekla se izvaja v skladu z zahtevami GOST 22536 s titrimetričnimi, spektralnimi ali drugimi metodami, ki zagotavljajo potrebno natančnost analize.

4.2. Kemijska analiza jekla se izvede po čiščenju kovinske površine (mikrovzorca) do kovinskega sijaja, kar odpravlja popačenje rezultatov analize kovinske sestave.

4.3. Pri določanju kemične sestave s spektralnimi metodami površina, pripravljena za analizo, ne sme odstopati od normale na površino valjanega izdelka za kot več kot 30 °.

4.4. Pri razlagi rezultatov kemijske analize se upoštevajo dovoljena odstopanja vsebnosti legirnih elementov v končnih valjanih izdelkih v skladu s tehničnimi zahtevami za nizkoogljična in nizkolegirana jekla (GOST 27772, GOST 380, GOST 19281 itd.). .).

5. METALLOGRAFSKA ANALIZA

5.1. Za določitev meje tečenja (v skladu s klavzulo 6.6.2) in udarne trdnosti je treba pripraviti in pregledati metalografske reze.

5.2. Mikrovzorce, izrezane v skladu s 3. odstavkom teh navodil, je treba vdelati v Woodovo zlitino, epoksi smolo ali druge podobne snovi za pripravo tankih rezov.

5.3. Odseki so izdelani v ravnini, pravokotni na valjano površino. Dovoljeno je izdelati polirane odseke v ravninah z odstopanjem od normale na površino za kot največ 30 °. Kvantitativna metalografska analiza se izvaja v odsekih odsekov, ki se nahajajo na razdalji najmanj 0,25 mm od površine valjanega izdelka.

5.4. Sestava jedkalnikov in tehnologija za pripravo tankih rezov za raziskave sta določena v skladu z GOST 5639, GOST 5640.

5.5. Pri izvajanju metalografske analize je treba oceniti:

Dejanska velikost zrn d je povprečni nazivni premer (povprečna tetiva) in število (rezultat) feritnih zrn za feritno-perlitna jekla v skladu z GOST 5639;

Za toplotno ojačana jekla in jekla, v strukturi katerih so prisotni produkti strižne transformacije, je mogoče določiti vrednost povprečnega konvencionalnega zrna ferita d y z uporabo formule d y = d fts /0,6, kjer je d fts povprečni nazivni premer (povprečna tetiva) faset transgranularnega razcepa, določena iz fraktogramov z uporabo metod, opisanih v razdelku. 3 GOST 5639;

Velikost (premer) D razpršenih ojačitvenih delcev pri legiranju jekla z močnimi elementi, ki tvorijo karbonitrid (na primer vanadij, niobij, titan) - z uporabo ekstrakcijskih replik, in razdalja med delci? - na tanke folije z metodami presevne elektronske mikroskopije;

Gostota dislokacije? (če je potrebno) na tanke folije s transmisijsko elektronsko mikroskopijo.

5.6. V nadaljevanju se efektivna velikost zrn deff (v milimetrih) razume kot velikost feritnih zrn za feritno-perlitna jekla ali povprečna velikost feritnih zrn za toplotno utrjena jekla, navedena v odstavku 5.5.

5.7. Velikost zrn se določi v najmanj treh odsekih tankega reza (negativi), v vsakem od katerih mora biti število točk presečišča sekantov z mejami strukturnih komponent najmanj 100.

V primeru strukturne heterogenosti kovine vzdolž debeline valjanega izdelka, razkrite z metodami svetlobne mikroskopije, sta število in lokacija analiziranih vidnih polj med metalografsko analizo izbrana tako, da je zagotovljena ustrezna ocena križa - presečne povprečne vrednosti določenih značilnosti.

6. DOLOČANJE ZAČASNE ODPORNOSTI ? c IN VLEČNOST? T

6.1. Začasni odpor? v preučevanih jeklih je treba določiti z računsko metodo, ki temelji na rezultatih merjenja trdote jekla po metodah Vickers (HV) ali Brinell (NB) na stacionarnih merilnikih trdote v skladu z GOST 2999 in GOST 9012.

6.2. Če je utrjevanje kovine pri jemanju mikrovzorcev v skladu s klavzulo 3.3.2 neizogibno, je treba meritve trdote opraviti neposredno na predmetu z uporabo prenosnih statičnih merilnikov trdote v skladu z GOST 22761 ali z dinamičnim udarcem v skladu z GOST 18661. Uporaba drugih vrste merilnikov trdote je dovoljeno, če je zagotovljena zahtevana natančnost merjenja.

Zahteve za velikost, ukrivljenost pripravljenega mesta in kakovost čiščenja površine morajo biti v skladu s podatki v tehničnem potnem listu uporabljenega merilnika trdote. Pripravljeno mesto mora biti oddaljeno najmanj 100 mm od zvara in največ 300 mm od mesta odvzema mikrovzorca.

6.3. V območju od 90 do 270 HV (90 do 270 HV), kar je obseg tega navodila, so vrednosti trdote, določene z metodama Brinell in Vickers, enake. Nadalje v besedilu lahko v vseh formulah za izračun vrednosti HB nadomestimo z vrednostmi HV.

6.4. Število meritev trdote mora biti najmanj:

9 meritev s stacionarnimi merilniki trdote za vsa jekla (razen vrelnega jekla);

18 meritev pri uporabi prenosnih merilnikov trdote in pri ocenjevanju trdote vrelih jekel z merilniki trdote katere koli vrste.

Na podlagi dobljenih meritev se določijo povprečne vrednosti NV. Pri določanju povprečne vrednosti trdote se najmanjši in največji rezultat meritve zavržeta.

6.5. Začasno odpornost je treba določiti po formuli:

B = 112 + 2,4НВ, MPa

6.6. Določitev meje tečenja je treba opraviti z eno od naslednjih metod:

Metoda merjenja trdote na meji tečenja;

Na podlagi kemijske, durometrične in metalografske analize.

6.6.1. Določitev meje tečenja z merjenjem trdote na meji tečenja se izvaja v skladu z GOST 22762.

6.6.2. Meja tečenja na podlagi rezultatov kemijske, durometrične in metalografske analize se določi po formuli:

T = 1,5 + 0,6?? t * + 0,74?НВ, MPa,

kjer je HB vrednost trdote in velikost? t* se določi v skladu z izrazom:

T * = (? 0 2 + ? p 2) 1/2 + (?? 2 t.r. + ?? 2 d.u. + ?? 2 d.) 1/2 + K y d eff -1/2,

Kje: ? 0 - torna napetost železne rešetke, za ta izračun je enaka 30 MPa;

P - napetost zaradi utrjevanja jekla s perlitom, ? n = 2,4P, MPa,

kjer je: P odstotek perlitne komponente;

T.r. - napetost zaradi utrjevanja trdne raztopine z legirnimi elementi; se določi s koncentracijo C i (v masnih % legirnih elementov v α-železu (feritu));

T.r. = 4670C C+N + 33C Mn + 86C Si + 31C Cr + 30C Ni + 11C Mo + 60C Al + 39C Cu + 690C P + 3C V + 82C Ti, MPa;

D.u. - napetost zaradi ojačitve jekla z razpršenimi delci, določena ob upoštevanju podatkov v klavzuli 5.5:

kjer: G = 8,4?10 4 MPa - strižni modul, b = 2,5?10 -7 mm - Burgerjev vektor;

D = napetost zaradi ojačitve dislokacij, ocenjena iz gostote dislokacij?,

D = 5G?b?? 1/2 (za vroče valjana jekla je dovoljeno vzeti ?? d = 30 MPa), K y = 20 MPa? mm 1/2.

6.7. Če trdote ni mogoče izmeriti, je dovoljeno izračunati natezno trdnost in mejo tečenja nekaljenega jekla po formulah:

B = 251 + 1,44?? t**, MPa,

Kje? t** = (? 0 2 + ? p 2) 1/2 + (?? 2 t.r. + ?? 2 d.u. + ?? 2 d.) 1/2;

6.8. Natančnost določanja vrednosti natezne trdnosti in meje tečenja.

6.8.1. Natančnost določanja meje tečenja v skladu s klavzulo 6.6.1 je ±7%.

6.8.2. Vrednosti natezne trdnosti in meje tečenja, izračunane v skladu s klavzulo 6.5, klavzulo 6.6.2 in 6.7, so matematično pričakovanje navedenih vrednosti.

6.8.3. Spodnja meja intervala zaupanja za lastnosti trdnosti (? v (min), ? t (min)) se izračuna na podlagi dejanskih vrednosti trdote, meje tečenja in zahtevane stopnje zanesljivosti? glede na izraze:

V(min) = ? c - K 1 (?) K 2 (HB), MPa (pri izračunu v skladu s klavzulo 6.5);

T(min) =? t - K 3 (?) K 4 (NV, ? t *), MPa (pri izračunu v skladu s klavzulo 6.6.2);

V(min) = ? c - K 5 (?)? K 6 (? t**), MPa (pri izračunu v skladu s klavzulo 6.7);

T(min) =? t - K 7 (?)? K 8 (? t *), MPa (pri izračunu v skladu s klavzulo 6.7),

kjer so vrednosti K 1 (?), K 2 (HB), K 3 (?), K 4 (HB, ? t *), K 5 (?), K 6 (? t **), K 7 (?) In K 8 (? t *) se določita v skladu s tabelo. 1 - 5 obvezne priloge A.

7. OCENA ODPORNOSTI KOVIN NA MRAZ

7.1. Hladno odpornost proučevane kovine se oceni na podlagi vrednosti kritične temperature krhkosti

7.2. Vrednost acr je izbrana v skladu z zahtevami standardov ali tehničnih specifikacij za udarno trdnost proučevanega jekla (vrednost udarne trdnosti, preskusna temperatura).

7.3. Kritična temperatura krhkosti (°C) se določi iz mikrovzorcev, odrezanih v skladu z oddelkom 3 tega RD, in se izračuna po naslednji formuli:

kjer so koeficienti a 0 , a 1 in a 2 izbrani za vzorce z zarezo v obliki črke U (Menage), odvisno od vrednosti cr, določene z regulativnimi dokumenti (tabela 1).

Ko se eksperimentalni podatki kopičijo, bodo koeficienti a 0 , a 1 in a 2 določeni tudi za vzorce z zarezo v obliki črke V (Charpy), kar bo omogočilo zanesljivejšo oceno lomne odpornosti jekla.

Tabela 1.

Formule koeficientov za določanje

Za valjane izdelke debeline od 7,5 mm do 9 mm (določitev udarne trdnosti na vzorcih tipa 2 po GOST 9454-78) je vrednost 10 °C nižja, za valjane izdelke debeline 4 mm do 7,4 mm (določitev udarne trdnosti na vzorcih tipa 3 po GOST 9454-78) - 20 °C nižje v primerjavi z vrednostmi, izračunanimi po formuli.

Po potrebi se lahko vrednost za vrednosti a cr = 39 J/cm 2 in cr = 44 J/cm 2 določi z linearno interpolacijo z uporabo ustreznih vrednosti T 34 in T 49.

7.4. Za hladno obdelano jeklo se vrednost, določena v skladu s klavzulo 7.3, poveča za 0,6??HB, kjer je?HB povečanje trdote zaradi hladnega utrjevanja kovine.

7.5. Vrednosti kritične temperature krhkosti, izračunane v skladu s klavzulo 7.3 in klavzulo 7.4, so matematično pričakovanje navedene vrednosti.

7.6. Ali je zgornja meja intervala zaupanja za kritično temperaturo krhkosti izračunana na podlagi dejanskih vrednosti trdote, meje tečenja in zahtevane stopnje zaupanja? glede na izraz:

kjer so vrednosti K 9 (?) In K 10 (d eff, HB) določene v skladu s tabelo. 1 in 6 obvezne priloge A.

Če je v skladu z veljavno regulativno dokumentacijo (GOST, TU) za preučevani razred jekla pri izvajanju udarnih upogibnih preskusov na enem od treh vzorcev dovoljeno zmanjšanje udarne trdnosti glede na standardizirano vrednost, se vrednost zmanjša za 5 °C.

7.7. V skladu z zahtevami GOST (TU) ima jeklo ustrezno kategorijo kakovosti, če je pogoj izpolnjen

kjer je a nf Ti dejanska vrednost udarne trdnosti pri preskusni temperaturi T in nn Ti je vrednost udarne žilavosti, normalizirana z GOST (TU) pri isti temperaturi.

7.8. Neenakost v odstavku 7.5 je enakovredna pogoju

7.9. Šteje se, da preučevano jeklo izpolnjuje zahteve ustreznega GOST (TU) za jekla določene kategorije kakovosti, če je izpolnjena neenakost v skladu s klavzulo 7.6. V skladu s klavzulo 7.5 je specifična vrednost T določena z uveljavljeno kategorijo kakovosti jekla.

7.10. Izbira preskusne temperature za udarni vzorec, izdelan iz vzorca, je določena z raziskovalno nalogo: določitev določene kategorije kakovosti ali določitev kritične temperature krhkosti.

7.10.1. Pri določanju določene kategorije kakovosti je preskusna temperatura vzorca dodeljena na podlagi pogoja, da raven udarne trdnosti ustreza vrednosti, ki jo ureja GOST (TU) v skladu s klavzulo 7.5. Na primer, pri preverjanju skladnosti jekla St3ps s 5. kategorijo kakovosti je preskusna temperatura vzorca dodeljena -20 ° C.

7.10.2. Pri določanju kritične temperature krhkosti je preskusna temperatura vzorca dodeljena v skladu s klavzulo 7.3 iz pogoja izbire standardne vrednosti udarne trdnosti po GOST (TU) in določanja stopnje trdote in velikosti dejanskega ferita žito.

7.10.3. Določanje trdote in merjenje premera feritnega zrna se izvaja na ploskvi vzorca, pravokotno na valjano površino in vzporedno s smerjo valjanja.

7.11. Pri pridobivanju vrednosti cr, ki ne sovpadajo s standardnimi vrednostmi po GOST (TU), je dovoljeno določiti vrednost v skladu s klavzulo 7.3 z metodo linearne interpolacije z uporabo ustreznih standardnih vrednosti a cr.

8. DOLOČANJE MEHANSKIH LASTNOSTI VRELNEGA JEKLA

8.1. Značilnost določanja mehanskih lastnosti valjanih izdelkov iz vrelnih jekel je potreba po upoštevanju njegove heterogenosti vzdolž dolžine in prečnega prereza.

8.2. Heterogenost valjanih izdelkov se lahko upošteva s sistemom koeficientov (točka 8.3) ali s povečanjem števila odvzetih mikrovzorcev (točka 8.4).

8.3. Kritična temperatura, izračunana v skladu s točko 7 teh navodil za vrelna jekla, se premakne za 10 °C v območje pozitivne temperature.

8.4. Pri določanju mehanskih lastnosti valjanih izdelkov se vzameta najmanj dva mikrovzorca iz vrelega jekla. Priporočljivo je jemati mikrovzorce iz podobnih konstrukcijskih elementov. Dovoljeno je odvzem mikrovzorcev iz istega konstrukcijskega elementa; v tem primeru morajo biti mesta mikrovzorčenja med seboj ločena z razdaljo najmanj 2 m.

Mehanske lastnosti se določijo za vsak mikrovzorec v skladu z oddelkoma 6 in 7 tega navodila, najslabše vrednosti za preučevane mikrovzorce pa se vzamejo kot dejanske lastnosti valjanih izdelkov iz vrelnih jekel .

9. PREDSTAVITEV REZULTATOV

9.1. Na podlagi podatkov, pridobljenih v skladu z oddelki 4 ... 8, se sestavi sklep o kakovosti jekla, ki vključuje rezultate določanja:

kemična sestava;

natezna trdnost in meja tečenja;

9.2. Sklep podpiše vodja laboratorija in potrdi vodja organizacije, ki vključuje laboratorij.

10. SEZNAM UPORABLJENE REGULATIVNE DOKUMENTACIJE

GOST 380-94 "Ogljikovo jeklo navadne kakovosti."

GOST 2999-75* „Kovine in zlitine. Vickersova metoda merjenja trdote."

GOST 5639-82* „Jekla in zlitine. Metode za identifikacijo in določanje velikosti zrn.”

GOST 5640-68 "Jeklo. Metalografska metoda za oceno mikrostrukture plošč in trakov."

GOST 9012-59* „Kovine in zlitine. Metoda merjenja trdote po Brinellu."

GOST 9454-78* „Kovine. Preskusna metoda za udarno upogibanje pri nizkih, sobnih in povišanih temperaturah."

GOST 18661-73 "Jeklo. Merjenje trdote z metodo udarnega odtisa."

GOST 19281-89* „Valjani izdelki iz jekla visoke trdnosti. Splošni tehnični pogoji«.

GOST 22536.0-87* „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Splošne zahteve za analizne metode."

GOST 22536.1-88 Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje skupnega ogljika in grafita."

GOST 22536.2-87* „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje žvepla".

GOST 22536.3-88 „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje fosforja".

GOST 22536.4-88 „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje silicija."

GOST 22536.5-87* „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje mangana".

GOST 22536.6-88 „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje arzena."

GOST 22536.7-88 „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje kroma".

GOST 22536.8-87* „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje bakra".

GOST 22536.9-88 „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje niklja."

GOST 22536.10-88 „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje aluminija."

GOST 22536.11-87* „Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje titana".

GOST 22536.12-88 Ogljikovo jeklo in nelegirano lito železo. Metode za določanje vanadija".

GOST 22761-77 „Kovine in zlitine. Metoda za merjenje trdote po Brinellu s prenosnimi statičnimi merilniki trdote.”

GOST 22762-77 „Kovine in zlitine. Metoda za merjenje trdote na meji tečenja z vdolbino kroglice."

GOST 27772-88* „Valjani izdelki za gradnjo jeklenih konstrukcij. Splošni tehnični pogoji«.

PRILOGA (A)

(obvezno)

Tabela 1

Vrednosti koeficientov K 1 (?), K 3 (?), K 5 (?), K 7 (?) In K 9 (?)

Stopnja zaupanja?, %	K 1(?), MPa	K 3(?), MPa	K 5 (?), MPa	K 7(?), MPa	K 9(?), MPa

tabela 2

Vrednosti koeficienta K 2 (NV)

Trdota HB

Trdota HB

Tabela 3

Vrednosti koeficienta K4 (NV, ? t *)

Trdota HB	Omejitev donosa? t*, MPa
Trdota HB